BRPI1001008A2 - gerador eólico de pequeno porte - Google Patents

Abstract

GERADOR EóLICO DE PEQUENO PORTE. Com duas armações de barras em dois níveis paralelos, que se unem através de barras verticais, com dois mancais laterais onde recebem os eixos de dois rotores e um mancal frontal para giro da estrutura no topo de um poste, sendo os rotores com armações superior e inferior poligonais, unidos por barras verticais no contorno externo e barras verticais próximas ao eixo, sendo montadas, nas barras verticais, membranas que formam um aerofólio em quilha dianteiro, uma cauda traseira, e nos rotores formando pás de hélice similares a de ventiladores tipo siroco", transmitindo os rotores, através de correia, seu movimento a um alternador.

Description

"GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE".

Refere-se o presente relatório a uma patente de invenção sobre gerador eólico de pequeno porte e, mais especificamente, a um gerador eólico cuja estrutura é totalmente desmontável, formando um feixe de barras e uma pilha de membranas, as quais poderão ser enroladas se forem de tecido, tornando a embalagem para seu transporte significativamente reduzida.

Como é de conhecimento dos técnicos no assunto, a geração de energia elétrica a partir da força dos ventos para abastecimento de cidades é conseguida por meio de sistemas de grande porte. Geralmente esses sistemas são constituídos por torres, com gerador de eixo horizontal, no qual é acoplada uma hélice de três pás. Dentro desse mesmo conceito, a construção de unidades similares, porém, com menor porte, para alimentar com eletricidade residências e postos de saúde, e outras atividades de pequeno consumo é inviável devido aos custos envolvidos na construção eletromecânica sofisticada que é exigida para tal sistema de geração.

É, pois um dos objetivos da presente invenção, prover um gerador eólico de pequeno porte que utiliza uma estrutura leve que contém um gerador automotivo adaptável em um poste padronizado.

Outro objetivo do presente invenção é prover um gerador eólico de pequeno porte que apresente um tamanho substancialmente reduzido de modo a permitir uma proporcional redução no tamanho da embalagem para transporte.

Outro objetivo do presente invenção é prover um gerador eólico de pequeno porte que utilize materiais de baixo custo e de alta durabilidade.

Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção são alcançados com um gerador eólico de pequeno porte que compreende uma estrutura formada por barras ou tubos, composta por armações planas e horizontais similares, dispostas em níveis distintos e unidas por barras verticais, cada armação tendo um quadro com dois mancais verticais dispostos em vértices opostos, e os outros dois vértices tendo prolongamentos em sentidos opostos, onde um deles tem uma travessa perpendicular; sendo que nas extremidades da travessa são providas as barras verticais de interligação, estando montados aos mancais, por eixos, dois rotores, cada um deles formado por armação superior e inferior poligonal, com raios do eixo até os vértices, sendo unidas às armações por barras verticais, na periferia e por mais barras verticais mais próximas do eixo, possuindo ainda a estrutura, na extremidade dianteira dos quadros, mancais verticais, que montam de forma giratória essa estrutura no topo de um poste, sendo as barras verticais da estrutura e as barras verticais dos rotores fixadas ou encaixadas em arestas de membranas de formato básico retangular, tendo ainda os rotores correspondentes polias grandes com transmissão cruzada de correia,a qual aciona a polia de um alternador.

A seguir a presente invenção será descrita com referência aos desenhos anexos, nos quais:

A figura 1 representa uma vista em planta do gerador eólico com dois rotores;

A figura 2 representa uma vista em elevação frontal do gerador eólico;

A figura 3 representa uma vista em perspectiva do gerador eólico com dois rotores;

A figura 4 representa, esquematicamente, uma vista em planta do sistema de transmissão por correia de um gerador eólico de dois rotores;

A figura 5 representa uma vista em perspectiva, uma estrutura do rotor;

A figura 6 representa uma vista em perspectiva de uma vela de tecido, usada em rotor, cauda ou aerofólio;

A figura 7 representa uma vista em perspectiva do gerador eólico com um só rotor; e

A figura 8 representa uma vista em perspectiva do gerador eólico de um rotor, com conjunto de regulagem direcional.

De acordo com essas ilustrações, o gerador eólico de pequeno porte, objeto da presente invenção, é constituído por uma estrutura leve, com dois planos horizontais em níveis diferentes e com formatos idênticos, formando cada um deles um quadro de contorno Iosangular 1 com dois mancais 2 nas extremidades opostas. 0 vértice dianteiro do quadro 1 tem um mancai 3, o qual é pivotado a um poste 4 e um prolongamento 5 voltado para a frente, com uma travessa 6 paralela à diagonal do quadro Iosangular 1 onde estão os mancais 2 e junto ao mancai 3, vide figuras 1 e 3.

Na parte traseira desse quadro 1, a estrutura tem um prolongamento 7, que se estende na direção da diagonal do quadro 1 perpendicular à diagonal, onde estão os mancais 2.

As duas partes similares da estrutura estão a uma distância entre si e unidas por barras verticais 8, localizadas em pontos da diagonal central, incluindo os prolongamentos 5 e 7.

Cada rotor do gerador eólico é formado por uma armação de formato prismático, com dois polígonos 9 de barras, unidos por barras verticais 10, e com raios 11, radiais, no centro dos quais é montado um eixo 12, o qual se encaixa, pelas extremidades, nos respectivos mancais 2, tendo esses raios 11, entre o eixo 12 e o contorno do polígono, encaixes onde se prendem as extremidades de barras 13 verticais, paralelas às barras 10, e formando um segundo prisma, menor, vide figura 1.

As barras 8 verticais da parte da frente da estrutura recebem membranas 14, que podem ser de tecido, como na figura 6, ou de chapa rígida, formando um aerofólio que corta o vento que chega pela frente e divide-o em duas correntes laterais, como uma quilha.

As barras verticais 8 dos prolongamentos 7 traseiros da estrutura recebem uma membrana 15 plana, formando uma cauda, como nas figuras 1 e 3.

Cada rotor do gerador eólico recebe membranas 16, montadas nas barras verticais 10 e nas barras 13 de tal forma que formem no conjunto pás similares às de ventilador "sirocco".

Como pode ser visto na figura 4, o giro dos dois rotores é transmitido à polia de um alternador 17 automotivo, por meio de uma correia 18, que circunda os rotores. Eventualmente pode-se usar transmissão em dois ou mais estágios para oferecer ao alternador 17 regime mais alto de rotação.

Opcionalmente, o gerador eólico pode ser reduzido à metade, como nas figuras 7 e 8, com um único rotor. Neste caso, a articulação com o poste 4 pode ser centrada ao rotor.

Na figura 8 está representado um gerador eólico sem a cauda.

A cauda serve para direcionar a estrutura, usando o próprio vento, de modo que o aerofólio dianteiro 14 esteja de frente para o vento.

No poste 4 do gerador da figura 8 há um conjunto com um pequeno leme 19 que acompanha a direção do vento, o qual tem um sensor ótico de posição, que através de um circuito elétrico comanda um micromotor com redutor que gira a estrutura em torno do poste, na direção do vento.

Um conjunto direcional desses pode acionar vários geradores eólicos localizados na mesma zona.

O vento, desviado pelo aerofólio dianteiro 15 chega aos rotores (ou ao rotor), agindo sobre as membranas 16 e colocando-os em giro.

A energia eólica aciona o alternador 17, o qual passa a fornecer energia elétrica direta para consumo ou para carga de baterias. Na mesma transmissão pode-se acoplar a polia de uma bomba d'água 21 para abastecer um reservatório quando não se necessita da eletricidade.

A construção do gerador eólico é totalmente desmontável, formando um feixe de barras e uma pilha de membranas, as quais poderão ser enroladas se forem de tecido. Assim, a embalagem para transporte será muito reduzida.

A estrutura do gerador é feita para encaixe direto no topo de poste 4 padronizado, e os mancais 3 podem ser diretos ou indiretos, por meio de roletes 20 que giram sobre a face do poste, conforme ilustrado na figura 2.

Claims (10)

1. GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", caracterizado pelo fato de ser definido por uma estrutura formada por barras ou tubos, composta por duas armações planas e similares, dispostas em dois níveis horizontais distintos e unidas por barras verticais (8), cada armação tendo um quadro losangular (1) com dois mancais verticais (2) dispostos em vértices opostos dessas armações (1), sendo que os outros dois vértices apresentam prolongamentos (5 e 7) em sentidos opostos, onde o prolongamento (5) tem uma travessa (6) perpendicular, em cujos extremos são providas as barras (8) verticais de interligação; estando montados aos mancais (2) das armações (1) eixos verticais (12) de correspondentes rotores, cada um deles formado por armações poligonais (9) superior e inferior, com raios (11) estendendo-se do eixo (12) até os vértices das armações poligonais (9), sendo unidas essas armações (9) por barras verticais (10), na periferia e por mais barras verticais (13) mais próximas do eixo (12), possuindo ainda a estrutura, na extremidade dianteira dos quadros (1), mancais verticais (3), que montam de forma giratória essa estrutura no topo de um poste (4), sendo as barras verticais (8) da estrutura e as barras verticais (10 e 13) dos rotores fixadas ou encaixadas em arestas de membranas (14, 15 e 16) de formato básico retangular, tendo ainda os rotores polias grandes com transmissão cruzada de correia (18),a qual aciona a polia de um alternador (17).

2. "GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das membranas dianteiras (14), fixas nas barras verticais (8) do prolongamento (5) e das extremidades da travessa (6), disporem-se em forma de quilha.

3. "GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da membrana traseira (15), esticada entre as barras verticais (8) do prolongamento traseiro (7) da estrutura, formar uma cauda que coloca o prolongamento frontal na direção do vento.

4. "GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das membranas (16) dos rotores estarem com suas arestas fixas às barras verticais externas(10) e às barras verticais internas (13), formando superfícies curvas similares às pás de ventilador do tipo "siroco".

5. GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de opcionalmente ser constituído pela metade do gerador, dividido por um plano vertical e longitudinal, ficando o gerador com um só rotor e mantendo o aerofólio dianteiro e a cauda.

6. GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1 ou 5, caracterizado pelo fato da transmissão do movimento dos rotores ao alternador se processar por dois ou mais estágios de ampliação de velocidade angular.

7. "GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de prover uma bomba de água (21) acionada pela mesma correia (18) que gira o alternador, e com dispositivo que a acopla quando não se necessita de energia elétrica.

8. "GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3 ou 4, caracterizado pelo fato das membranas (14, 15 e 16) serem de tecido, com costuras e encaixes para as barras verticais (8, 10 e 13).

9.

"GERADOR EÓLICO DE PEQUENO PORTE", de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3 ou 4, caracterizado pelo fato das membranas (14, 15 e 16) serem confeccionadas em material rígido, fixadas por suas arestas às barras verticais 8, 10 e 13).